[发明专利]一种金属间化合物腐蚀剂及Cu6Sn5金属间化合物三维形貌显示方法

说明书

技术领域

本发明属于金属间化合物表面处理技术领域，具体涉及一种金属间化合物腐蚀剂及 Cu₆Sn₅金属间化合物三维形貌显示方法。

背景技术

随着电子产品向小型化、轻量化、高功率化、多功能化方向发展及人们环保意识的增强，新型Sn基无铅材料已成为SnPb钎料的替代品之一，其钎焊焊点的可靠性越来越受到关注，而焊点界面区金属间化合物，尤其是钎焊焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物的厚度与形貌是影响焊点可靠性的关键因素。控制焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物厚度与形貌的前提是采用合适的方法使焊点界面区金属间化合物的三维形貌显示出来。

无铅钎料钎焊焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物三维形貌的处理通常是将焊点直接浸入硝酸酒精溶液。田野等(“细间距倒装芯片互连过程中焊点界面金属间化合物的形成与演化”，田野等，焊接学报，第34卷第10期，第100～104页，2013年)采用体积百分比为10％HNO₃-90％C₂H₅OH的腐蚀溶液，在超声条件下对焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物处理8min，后对其形貌进行观测。硝酸酒精溶液腐蚀液为强氧化性酸，在腐蚀钎料合金时易在其表面形成氧化层，一定程度上减缓了腐蚀的进行，且氧化物层有可能遗落在界面区金属间化合物上，影响其真实形貌；另一方面，在铜基板侧由于腐蚀时间较长易造成金属间化合物直接脱离铜基板。张文禹(“Cu/Sn3.5Ag界面化合物Cu₆Sn₅形态演变规律研究”，张文禹，哈尔滨工业大学学位论文，2010年)采用体积百分比为0.5％盐酸、3％硝酸、12％水、84.5％乙醇的腐蚀溶液对焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物进行处理，处理后有少量杂质残留，影响焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物的三维形貌的观测。因此，为了快速有效的对Sn基软钎料/Cu焊点界面区Cu₆Sn₅金属间化合物进行三维形貌测定，需要对现有腐蚀剂进行改进。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种金属间化合物腐蚀剂，该腐蚀剂能实现Cu₆Sn₅金属间化合物的三维形貌快速、清晰、真实的显示。

本发明的第二个目的在于提供一种Cu₆Sn₅金属间化合物三维形貌显示方法。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种金属间化合物腐蚀剂，由草酸和以下体积份数的组分组成：盐酸2～6份、硝酸2～6 份、醋酸5～9份、水70～90份；其中每1mL盐酸加入2～7mg的草酸。

所述盐酸的质量浓度≥36％；所述硝酸的质量浓度≥62％；所述醋酸的质量浓度≥ 98％；所述草酸的质量浓度≥98％。

取配方量的盐酸、硝酸、醋酸、草酸，溶于配方量的水，搅拌均匀，即得金属间化合物腐蚀剂。

所述水为蒸馏水或去离子水。

一种利用金属间化合物腐蚀剂的Cu₆Sn₅金属间化合物三维形貌显示方法，包括以下步骤：

1)将Cu₆Sn₅金属间化合物浸入金属间化合物腐蚀剂中，超声振荡1～10min，取出，得腐蚀Cu₆Sn₅金属间化合物；

2)将步骤1)所述腐蚀Cu₆Sn₅金属间化合物浸入质量浓度为2％的NaHCO₃溶液中，超声振荡终止反应，后清洗至中性，干燥即得。

步骤1)中，所述超声振荡的功率为4kW。

步骤2)中，所述超声振荡终止反应的功率为4kW。

步骤2)中，所述清洗采用的溶剂为酒精、丙酮或水中的一种。

步骤2)中，所述干燥为常压下自然干燥或烘干，所述烘干的温度为40～60℃，时间为2～5min。